第四章液压泵和液压马达

1、 齿轮泵的困油现象
齿轮泵要平稳工作，齿轮啮合的 重叠系数 ε >1，于是总有两对轮齿同 时啮合，并有一部分油液被围困在两 对轮齿所形成的封闭空腔之间，如图 所示：
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当齿轮旋转时 这个封
闭腔的容积 以后又逐
渐
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1〉、封闭腔容积的减少会使被困油液受挤压 并从缝隙中挤出而产生很高的压力，油液 发热，并使机件（例如；轴承等）受到额 外的负载；
第四章
液压泵和液压马达
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§4-1 概述
一 、作用和分类
〈一〉、液压泵的作用和分类
1、作用： 把驱动电机的机械能转换 成输到系统中去的油液的压力能， 供液压系统使用。
2 、工作原理 原理图如图4-1所示。
1〉、工程过程：
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〈二〉、效率
1、 液压泵的效率
1〉、容积效率ηv
q
ηv =qt
式中 ：q t -- 理论流量。
2〉、机械效率ηm
ηm =
Tt T
式中：Tt -- 理论转矩。
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2 、液压马达的效率
1〉、容积效率ηv
ηv =
qt q
2〉、机械效率ηm
T
ηm = Tt
3 、液压泵（马达）的总效率
输出功率 P出
η=
=
=ηvηm
输入功率 P入
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§4-2 齿轮泵
齿轮泵可分为内啮合式和外啮合式两类
一 、外啮合式齿轮泵的工作原理
如图4 - 3所示外啮合齿轮泵的工作原理 1 、配油系统 ：存在配油盘（在端盖上） 2 、密封容积 ：壳体、端盖和齿轮的各个齿
注意
实际中液压泵和液压马达存在 内泄漏，所以额定流量与理论流量 不同。
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三 、 功率和效率
〈一〉、 功率
液压泵由电机驱动，输入 量是转矩和转速，输出量是液体的压 力和流量；马达则刚好相反。
1 、 若不考虑能量损失 ：
输出功率 =输入功率
Pt = p qt = p v n = Tt Ω = 2πTt n 式中 ：Tt — 理论转矩；
3 、流量 q
1〉、液压泵（液压马达）的油液理论流量 qt : 指在不考虑泄漏的情况下，单位时间内 所能输出（或所需输入）的油液体积。
设液压泵（液压马达）的转速为 n
qt = v n
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2〉、液压泵（液压马达）的额定流量：指在 额定转速和额定压力下液压泵实际输出 （或输入马达）的流量。
〈二〉、泄漏
高压腔的压力油通过如下三条途径泄 漏到低压腔中去： 1 、 通过齿轮啮合处的间隙；
▪ 近似计算可认为“排量=两个齿轮的齿间槽 容积之和”，而“齿间槽的容积≈轮齿的 体积”。
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所以： v =πD h b = 2πzm2b 考虑齿间槽容积比轮齿的体积稍大些，通常取
v = 6.66zm2b 齿轮泵的实际输出流量：q = 6.66zm2bnηv 式中：z — 齿轮系数；
D —节圆直径； h — 齿高； m — 模数； b — 齿宽。
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2 、 流量脉动
σ= q
q max – q min
外啮合 内啮合
z
1)、外啮合齿轮泵的 z → σ (σ max=0.2以上) 2)、内啮合齿轮泵的流量脉动小于外啮合的流量
脉动 。
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三 、外啮合齿轮泵的结构特点和优缺点 〈一〉、困油 现象
3.吸压油腔要分开。
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3 、分类
1〉、按流量是否可调分为：
▪ 定量泵
▪ 变量泵
2〉、按结构形式分为 ：
▪ 齿轮泵
▪ 叶片泵
定量泵
▪ 柱塞泵
变量泵
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〈二〉、液压马达
1 、作用 ：把输来油液的压力能转换成机械 能，使主机的工作部件克服负载及阻力而 产生运动。
1 、压力
1〉、液压泵的工作压力：是指时的输入压力。
3〉、液压泵（液压马达）的额定压力：是指 泵（马达）在正常工作条件下按试验标准 规定的连续运转的最高压力，超过此值就 是过载。
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2 、排量 v ：指在不考虑泄漏的情况下，轴 转过一整转时所能输出（或所需输入）的 油液体积。
间槽组成。
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3 、密封容积是可变的 1〉、当齿轮旋转时→ 相互啮合的齿轮逐渐脱
开（右侧）→ 密封容积↗→ 形成部分真空 → 油箱中的油液被吸进来。
2〉、当齿轮旋转时 → 齿轮逐渐进入啮合→ 密封容积↘→ 油液被挤出去。
二 、流量计算和流量脉动
1 、 流量计算 ▪ 排量的精确计算根据齿轮啮合原理。
Ω — 液压泵（马达）的角速度。
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2 、若考虑能量损失
能量在转换过程中是有损失的。 因此输出功率小于输入功率，两者之差称 为功率损失。 即：
功率损失 ΔP = P入－ P出 1〉、容积损失 ： 因内泄漏而造成的流量 上的损失。
2〉、机械损失 ： 因摩擦而造成的转矩上 的损失。
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▪ 当凸轮旋转时 → 柱塞和弹簧右移→ 密封工作腔体积↗→ 产生真空 → 油液 便通过吸油阀吸入；
▪ 当凸轮旋转时 → 柱塞和弹簧左移 → 密封工作腔体积↘→已吸入的油液通过压 油阀输出到系统中去。
2〉、泵输出流量的大小由密封工作腔体积变 化量确定。
组成容积式泵的条件：
1.有密封的工作容积；
2.此密封的工作容积是可变化的；
2〉、封闭腔容积的增大又会造成局部真空使 油液中溶解的气体分离，产生气穴现象。
上述这些都将使泵产生强 烈的振动和噪声，这就是齿轮泵的 困油现象。
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2 、 消除困油的方法 通常是在两侧盖板上开卸荷槽
▪ 使封闭腔容积减少时通过左边的卸荷槽与 压油腔相通；
▪ 容积增大时通过右边的卸荷槽与吸油腔相 通。
2 、工作原理
从原理上说 ：向容积式泵中输 入压力油，使其轴转动，就成为液压马达。 大部分容积式泵都可作液压马达使用，但 在结构细节上有一些不同。
3 、分类 ：按输入流量是否可调分为
▪ 定量马达
▪ 变量马达
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液压马达的图形符号
定量马达
变量马达
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二 、压力、 排量和流量